¿Qué es UML?
SISTEMA ORIENTADO A OBJETOS: UML
LUISA FERNANDA MEZA DURANGO
EDUARDO JOSE LUIS MARTINEZ
PRESENTADO AL LIC. FOLGER FONSECA VELASCO EN LA
ASIGNATURA DE PROGRAMACIÓN
UNIVERSIDAD DE CORDOBA
FACULTAD DE CIENCIAS BASICAS E INGENIERIA
INGENIERIA INDUSTRIAL
MONTERIA
2008
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¿Qué es UML?
Tabla de contenidos
1. Introducción...................................................................................................3
2. ¿Qué es UML?................................................................................................3
2.1. UML ofrece notación y semántica estándar..................................................4
2.2. UML no es un Método...................................................................................4
2.3. Extensiones UML 1.1...................................................................................6
2.3.1. Esteroetipos..............................................................................................6
2.3.2. Extensiones de Modelado de Negocio......................................................6
2.3.3. Lenguaje restrictivo (constraint) de objetos (OCL)....................................7
2.4. Más Extensiones..........................................................................................7
2.4.1. Análisis guiados por la responsabilidad con tarjetas CRC........................7
2.4.2. Modelo Relacional de datos......................................................................7
3. Una perspectiva general de UML.................................................................8
3.1. Una vuelta por un caso de uso.....................................................................8
3.2. Casos de Uso y Diagramas de Interacción...................................................8
3.3. Clases y Diagramas de Implementación......................................................8
3.4. Tarjetas CRC (CRC cards) - Una extensión informal de UML......................9
3.5. Diagramas de Estado...................................................................................9
3.6. Implementando el diseño..............................................................................9
3.7. Implementando la aplicación......................................................................10
3.8. Implementando el diseño de Bases de Datos............................................10
3.9. Probar teniendo en cuenta los requisitos....................................................10
4. Un estudio a fondo de UML........................................................................10
4.1. Modelado de Casos de Uso........................................................................11
4.1.1. Estudiar y descubrir los requisitos...........................................................12
4.1.2. Organización de Diagramas de Casos de Uso........................................12
4.1.3. Un Caso de Uso para cada escenario.....................................................12
4.1.4. Modelar secuencias alternas a través de la relación "Extiende" (extends)
……………………………………………………………………………....13
4.1.5. Eliminar el modelado redundante a través de la relación "Usa" (uses)
………………………………………………………………………………….13
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¿Qué es UML?
4.1.6. Ayuda en casos de uso probando el sistema frente a los
requisitos............................................................................................................13
4.2. Diagramas de Secuencia............................................................................13
4.3. Diagramas de Colaboración.......................................................................14
4.4. Análisis y Diseño con el Diagrama de
Clase..................................................................................................................14
4.4.1. Desarrollo de Diagramas de Clase durante el
análisis...............................................................................................................15
4.4.2. Diseño del sistema con Diagramas de
Clase..................................................................................................................15
4.5. Modelando el comportamiento de las Clases con Diagramas de
Estado................................................................................................................17
4.6. Diagramas de Actividad..............................................................................17
4.6.1. Usando Diagramas de Actividad para modelar Casos de
Uso.....................................................................................................................17
4.6.2. Usando Diagramas de Actividad para modelar
Clases................................................................................................................18
4.7. Modelando Componentes de
Software.............................................................................................................18
4.8. Modelando la Distribución y la
Implementación..................................................................................................18
4.9. Diseño de Bases de Datos Relacionales -- Una extensión informal de
UML...................................................................................................................19
5. Uso de una Herramienta de Modelado......................................................20
5.1. System Architect 2001 ...............................................................................21
6.Importancia....................................................................................................21
7. Conclusión...................................................................................................22
8. Referencias..................................................................................................22
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¿Qué es UML?
Capítulo 1. Introducción
Esta guía introduce el Lenguaje Unificado de Modelado (UML), versión 1.1.
Analiza los diagramas que componen UML y ofrece acercamientos a casos de
uso guiados sobre cómo estos diagramas se usan para modelar sistemas. La
guía también trata los mecanismos de extensibilidad de UML, los cuales
permiten ampliar su notación y su semántica. También sugiere la extensión de
UML mediante dos técnicas no incorporadas: tarjetas CRC para análisis
guiados por la responsabilidad, y diagramas de Entidad de Relación (ER) para
modelar bases de datos relacionales.
Capítulo 2. ¿Qué es UML?
El Lenguaje Unificado de Modelado preescribe un conjunto de notaciones y
diagramas estándar para modelar sistemas orientados a objetos, y describe la
semántica esencial de lo que estos diagramas y símbolos significan. Mientras
que ha habido muchas notaciones y métodos usados para el diseño orientado
a objetos, ahora los modeladores sólo tienen que aprender una única notación.
UML se puede usar para modelar distintos tipos de sistemas: sistemas de
software, sistemas de hardware, y organizaciones del mundo real. UML ofrece
nueve diagramas en los cuales modelar sistemas.
• Diagramas de Casos de Uso para modelar los procesos ’business’.
• Diagramas de Secuencia para modelar el paso de mensajes entre objetos.
• Diagramas de Colaboración para modelar interacciones entre objetos.
• Diagramas de Estado para modelar el comportamiento de los objetos en el
sistema.
• Diagramas de Actividad para modelar el comportamiento de los Casos de
Uso, objetos u operaciones.
• Diagramas de Clases para modelar la estructura estática de las clases en el
sistema.
• Diagramas de Objetos para modelar la estructura estática de los objetos en el
sistema.
• Diagramas de Componentes para modelar componentes.
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¿Qué es UML?
• Diagramas de Implementación para modelar la distribución del sistema.
UML es una consolidación de muchas de las notaciones y conceptos más
usadas orientados a objetos.
Empezó como una consolidación del trabajo de Grade Booch, James
Rumbaugh, e Ivar Jacobson, creadores de tres de las metodologías orientadas
a objetos más populares.
En 1996, el Object Management Group (OMG), un pilar estándar para la
comunidad del diseño orientado a objetos, publicó una petición con propósito
de un metamodelo orientado a objetos de semántica y notación estándares.
UML, en su versión 1.0, fue propuesto como una respuesta a esta petición en
enero de 1997. Hubo otras cinco propuestas rivales. Durante el transcurso de
1997, los seis promotores de las propuestas, unieron su trabajo y presentaron
al OMG un documento revisado de UML, llamado UML versión 1.1. Este
documento fue aprobado por el OMG en Noviembre de 1997. El OMG llama a
este documento OMG UML versión 1.1. El OMG está actualmente en proceso
de mejorar una edición técnica de esta especificación, prevista su finalización
para el 1 de abril de 1999.
2.1. UML ofrece notación y semántica estándar
UML preescribe una notación estándar y semánticas esenciales para el
modelado de un sistema orientado a objetos. Previamente, un diseño orientado
a objetos podría haber sido modelado con cualquiera de la docena de
metodologías populares, causando a los revisores tener que aprender las
semáticas y notaciones de la metodología empleada antes que intentar
entender el diseño en sí. Ahora con UML, diseñadores diferentes modelando
sistemas diferentes pueden sobradamente entender cada uno los diseños de
los otros.
2.2. UML no es un Método
Aun así, UML no preescribe un proceso o método estándar para desarrollar un
sistema. Hay varias metodologías existentes; entre las más populares se
incluyen las siguientes:
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¿Qué es UML?
• Catalysis: Un método orientado a objetos que fusiona mucho del trabajo
reciente en métodos orientados a objetos, y además ofrece técnicas
específicas para modelar componentes distribuidos.
• Objetory: Un método de Caso de Uso guiado para el desarrollo, creado por
Ivar Jacobson.
• Shlaer/Mellor: El método para diseñar sistemas de tiempo real, puesto en
marcha por Sally Shlaer y Steven Mellor en dos libros de 1991, Ciclos de vida
de Objetos, modelando el Mundo en Estados y Ciclos de vida de Objetos,
Modelando el mundo en Datos (Prentice Hall). Shlaer/Mellor countinúan
actualizando su método continuamente (la actualización más reciente es el
OOA96 report), y recientemente publicaron una guía sobre cómo usar la
notación UML con Shlaer/Mellor.
• Fusion: Desarrollado en Hewlett Packard a mediados de los noventa como
primer intento de un método de diseño orientado a objetos estándar. Combina
OMT y Booch con tarjetas CRC y métodos formales.
(www.hpl.hp.com/fusion/file/teameps.pdf)
• OMT: La Técnica de Modelado de Objetos fue desarrollada por James
Rumbaugh y otros, y publicada en el libro de gran influencia "Diseño y
Modelado Orientado a Objetos" (Prentice Hall, 1991). Un método que propone
análisis y diseño ’iterative’, más centrado en el lado del análisis.
• Booch: Parecido al OMT, y también muy popular, la primera y segunda
edición de "Diseño Orientado a Objetos, con Aplicaciones" (Benjamin
Cummings, 1991 y 1994), (Object-Oriented Design, UIT Applications), detallan
un método ofreciendo también diseño y análisis ’iterative’, centrándoso en el
lado del diseño.
Además, muchas organizaciones han desarrollado sus propias metodologías
internas, usando diferentes diagramas y técnicas con orígenes varios. Ejemplos
son el método Catalyst por Computer Sciences Corporation (CSC) o el
Worlwide Solution Design and Delivery Method (WSDDM) por IBM. Estas
metodologías difieren, pero generalmente combinan análisis de flujo de trabajo,
captura de los requisitos, y modelado de negocio con modelado de datos, con
modelado de objetos usando varias notaciones (OMT, Booch, etc), y algunas
veces incluyendo técnicas adicionales de modelado de objetos como Casos de
Uso y tarjetas CRC. La mayoría de estas organizaciones están adoptando e
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¿Qué es UML?
incorporando el UML como la notación orientada a objetos de sus
metodologías.
Algunos modeladores usarán un subconjunto de UML para modelar ’what
they’re after’, por ejemplo simplemente el diagrama de clases, o solo los
diagramas de clases y de secuencia con Casos de Uso. Otros usarán una suite
más completa, incluyendo los diagramas de estado y actividad para modelar
sistemas de tiempo real, y el diagrama de implementación para modelar
sistemas distribuidos. Aun así, otros no estarán satisfechos con los diagramas
ofrecidos por UML, y necesitarán extender UML con otros diagramas como
modelos relacionales de datos y ’CRC cards’.
2.3. Extensiones UML 1.1
Los mecanismos de de extensibilidad incorporados permiten a UML ser una
especie de especificación abierta que puede cubrir aspectos de modelado no
especificados en el documento 1.1. Estos mecanismos permiten extender la
notación y semática de UML.
2.3.1. Esteroetipos
Los estereotipos son el mecanismo de extensibilidad incorporado más utilizado
dentro de UML. Un estereotipo respresenta una distinción de uso. Puede ser
aplicado a cualquier elemento de modelado, incluyendo clases, paquetes,
relaciones de herencia, etc. Por ejemplo, una clase con estereotipo ’actor’ es
una clase usada como un agente externo en el modelado de negocio. Una
clase patrón es modelada como una clase con estereotipo parametrizado, lo
que significa que puede contener parámetros.
2.3.2. Extensiones de Modelado de Negocio
Un documento separado dentro de la especificación UML define clases y
estereotipos de asociación específicos que extienden UML hasta cubrir
conceptos de modelado de negocio. Esto incluye ’stereotyping’ una clase como
un actor, un trabajador (’both internal and case’), o una entidad, y ’stereotyping’
una asociación como una comunicación simple, o una subcripción entre un
origen y un objetivo.
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¿Qué es UML?
2.3.3. Lenguaje restrictivo (constraint) de objetos (OCL)
Una imagen puede describir muchas palabras. De igual modo, un modelo
gráfico puede describir una cierta parte del comportamiento, después de la cual
es necesario rellenar detalles adicionales con palabras. Describiendo algo con
palabras, sin embargo, casi siempre desemboca en ambiguedades; por
ejemplo, "¿que quería decir cuando escribió eso?". El Lenguaje Restrictivo
(constraint) de Objetos (OCL) está incorporado en UML como un estándar para
especificar detalles adicionales, o precisar detalles en la estrucutura de los
modelos.
Desarrollado dentro de la IBM Insurace Division como un lenguaje de modelado
de negocio, el OCL es un lenguaje formal diseñado para ser fácil de leer y de
escribir. OCL es más funcional que el lenguaje natural, pero no tan preciso
como un lenguaje de programación - no puede ser usado para escribir lógicas
de lógica de programación o control de flujo. Puesto que OCL es un lenguaje
para la expresión pura, sus declaraciones están garantizadas de no tener
efectos laterales - simplemente transportan un valor y nunca pueden cambiar el
estado del sistema.
2.4. Más Extensiones
Dos áreas específicas que UML no cubre actualmente, ni con sus extensiones,
son análisis guiados por la responsabilidad y modelado de bases de datos
relacionales. Esta guía introduce estas técnicas como extensiones actuales del
mundo real para UML que se deberían tener en cuenta.
2.4.1. Análisis guiados por la responsabilidad con tarjetas CRC
Una técnica muy usada para hacerse a la idea de cómo hay que pensar
trantando con orientación a objetos son los análisis guiados por la
responsabilidad con las tarjetas CRC (CRC - Colaborador y Responsabilidad
de Clase). Con esta técnica, las clases descubiertas durante el análisis pueden
ser filtradas para determinar qué clases son realmente necesarias para el
sistema.
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¿Qué es UML?
2.4.2. Modelo Relacional de datos
Aunque las bases de datos orientadas a objetos se están volviendo más
populares, en el entorno de desarrollo actual, la base de datos relacional sigue
siendo el método predominante para almacenar datos.
Los diagramas de clases de UML se pueden usar para modelar la base de
datos relacional en la que el sistema está basado, sin embargo, los diagramas
tradicionales de modelado de datos capturan más información sobre la base de
datos relacional y son más adecuados para modelarla. Esta guía trata el uso de
Diagramas de Relaciones de Entidad (ER) como una extensión importante de
UML para el modelado de bases de datos relacionales.
Capítulo 3. Una perspectiva general de UML
3.1. Una vuelta por un caso de uso
Una vez más, UML es una notación, no un método. No preescribe un proceso
para modelar un sistema.
No obstante, como UML incluye los diagramas de casos de uso, se le
considera estar dotado de una aproximación al diseño centrada en el problema
con los casos de uso. El Diagrama de Caso de Uso nos da el punto de entrada
para analizar los requisitos del sistema, y el problema que necesitamos
solucionar.
3.2. Casos de Uso y Diagramas de Interacción
Un caso de uso se modela para todos los procesos que el sistema debe llevar
a cabo. Los procesos se describen dentro de el caso de uso por una
descripción textual o una secuencia de pasos ejecutados. Los Diagramas de
Actividad se pueden usar también para modelar escenarios gráficamente. Una
vez que el comportamiento del sistema está captado de esta manera, los casos
de uso se examinan y amplian para mostrar qué objetos se interrelacionan para
que ocurra este comportamiento. Los Diagramas de Colaboración y de
Secuencia se usan para mostrar las relaciones entre los objetos.
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¿Qué es UML?
3.3. Clases y Diagramas de Implementación
Conforme se van encontrando los objetos, pueden ser agrupados por tipo y
clasificados en un Diagrama de Clase. Es el diagrama de clase el que se
combierte en el diagrama central del análisis del diseño orientado a objetos, y
el que muestra la estructura estática del sistema. El diagrama de clase puede
ser dividido en capas: aplicación, y datos, las cuales muestran las clases que
intervienen con la interfaz de usuario, la lógica del software de la aplicación, y
el almacentamiento de datos respectivamente. Los Diagramas de
Componentes se usan para agrupar clases en componentes o módulos. La
distribución general del hardware del sistema se modela usando el Diagrama
de Implementación.
3.4. Tarjetas CRC (CRC cards) - Una extensión informal de UML
Como una extensión informal a UML, la técnica de las tarjetas CRC se puede
usar para guiar el sistema a través de análisis guiados por la responsabilidad.
Las clases se examinan, se filtran y se refinan en base a sus responsabilidades
con respecto al sistema, y las clases con las que necesitan colaborar para
completar sus responsabilidades.
3.5. Diagramas de Estado
El comportamiento en tiempo real de cada clase que tiene comportamiento
dinámico y significativo, se modela usando un Diagrama de Estado. El
diagrama de actividad puede ser usado también aquí, esta vez como una
extensión del diagrama de estado, para mostrar los detalles de las acciones
llevadas a cabo por los objetos en respuesta a eventos internos. El diagrama
de actividad se puede usar también para representar gráficamente las acciones
de métodos de clases.
3.6. Implementando el diseño
La implementación del sistema trata de traducir información desde múltiples
modelos UML en código y estructura de bases de datos. Cuando se modela un
sistema grande, es útil fragmentar el sistema en su capa ’business’ (incluyendo
los objetos de la interfaz de usuario), su capa de aplicación (incluyendo los
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¿Qué es UML?
objetos de implementación), y su capa de datos (incluyendo la estrucutra de la
base de datos y el acceso a
objetos).
3.7. Implementando la aplicación
El Diagrama de Clase se usa para generar una estructura base del código en el
lenguaje escogido.
Información de los diagramas de interacción, estado, y actividad, puede ofrecer
detalles de la parte procedimental del código de implementación.
3.8. Implementando el diseño de Bases de Datos
La capa de datos del diagrama de clase se puede usar para implementar
direcatmente un diseño orientado a objetos de una base de datos, o, como
extensión de UML, puede ser referenciado en un diagrama de relación de
entidad para más análisis de relaciones de entidad. Está en el diagrama de
relación de entidad (ER diagram, entity relationship) el cual relaciona entre
entidades que pueden ser modeladas basadas en atributos clave. El diagrama
de relación de entidad lógico ofrece una base desde la cual construir un
diagrama físico representando las tablas y relaciones actuales de la base de
datos relacional.
3.9. Probar teniendo en cuenta los requisitos
Los casos de uso se utilizan también para probar el sistema y ver si satisface
los requisitos iniciales. Los pasos de los casos de uso van llevando a cabo para
determinar si el sistema está satisfacciendo los requisitos del usuario.
Capítulo 4. Un estudio a fondo de UML
Las siguientes secciones presentan una vista más detallada al modelado con
UML. Un sistema de reserva de aerolíneas simple se va a usar para mostrar los
diagramas y técnicas de modelado con UML. Se cubren los siguientes puntos:
• Organizando tu sistema con paquetes
• Modelando con Casos de Uso, y usándolos para averiguar los requisitos del
sistema
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¿Qué es UML?
• Modelando con Diagramas de Secuencia y Colaboración
• Analizando y diseñando con el Diagrama de Clase, y extendiendo UML con la
técnica de las tarjetas ñCRC
• Modelando comportamiento con Diagramas de Actividad y de Estado
• Modelando componentes de software, distribución e implementación
• Extendiendo UML con el diseño de Bases de Datos relacionales
Una de las tareas clave para modelar un sistema de sofware de grandes
dimensiones es dividirlo primero en áreas manejables. Aunque estas áreas se
llaman dominios, categorías o subsistemas, la idea es la misma: dividir el
sistema en áreas que tengan competencias parecidas.
UML introduce la noción de un paquete como el ítem universal para agrupar
elementos, permitiendo a los modeladores subdividir y categorizar sistemas.
Los paquetes pueden ser usados en cualquier nivel, desde el nivel más alto,
donde son usados para subdividir el sistema en dominios, hasta el nivel más
bajo, donde son usados para agrupar casos de uso individuales, clases, o
componentes.
4.1. Modelado de Casos de Uso
El modelado de Casos de Uso es la técnica más efectiva y a la vez la más
simple para modelar los requisitos del sistema desde la perspectiva del usuario.
Los Casos de Uso se utilizan para modelar cómo un sistema o negocio
funciona actualmente, o cómo los usuarios desean que funcione. No es
realmente una aproximación a la orientación a objetos; es realmente una forma
de modelar procesos. Es, sin embargo, una manera muy buena de dirigirse
hacia el análisis de sistemas orientado a objetos. Los casos de uso son
generalmente el punto de partida del análisis orientado a objetos con UML.
El modelo de casos de uso consiste en actores y casos de uso. Los actores
representan usuarios y otros sistemas que interaccionan con el sistema. Se
dibujan como "muñecos" de palo. Actualmente representan el tipo de usuario,
no una instancia de usuario. Los casos de uso representan el comportamiento
del sistema, los escenarios que el sistema atraviesa en respuesta a un estímulo
desde un actor. Se dibujan como elipses.
Cada caso de uso se documenta por una descripción del escenario. La
descripción puede ser escrita en
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¿Qué es UML?
modo de texto o en un formato paso a paso. Cada caso de uso puede ser
también definido por otras propiedades, como las condiciones pre- y post- del
escenario --- condiciones que existen antes de que el escenario comience, y
condiciones que existen después de que el escenario se completa. Los
Diagramas de Actividad ofrecen una herramienta gráfica para modelar el
proceso de un Caso de Uso. éstos son descritos en una sección posterior de
este documento.
4.1.1. Estudiar y descubrir los requisitos
El objetivo final en cualquier diseño de software es satisfacer los requisitos del
usuario para el sistema.
Estos requisitos pueden ser requisitos de software, requisitos de productos, o
requisitos de pruebas. La meta de capturar y comprobar los requisitos del
usuario es asegurar que todos los requisitos son completados por el diseño, y
que el diseño es acorde con los requisitos especificados.
Muchas veces los requisitos del sistema ya existen en forma de documentos de
requisitos. Los casos de uso se utilizan para correlacionar cada escenario con
los requisitos que completa. Si los requisitos no existen, modelar el sistema a
través de los Casos de Uso, permite el descubrimiento de estos requisitos.
4.1.2. Organización de Diagramas de Casos de Uso
Durante el análisis de negocio (business) del sistema, puedes desarrollar un
modelo de caso de uso para este sistema, y construir paquetes para
representar los varios dominios de negocio (business) del sistema.
Puedes descomponer cada paquete con un Diagrama de Caso de Uso que
contenga los Casos de Uso de un dominio, con interacciones de actor.
4.1.3. Un Caso de Uso para cada escenario
El objetivo es construir un Diagrama de Caso de Uso para cada tipo de
escenario diferente en el sistema.
Cada escenario muestra una secuencia diferente de interacciones entre
actores y el sistema, sin condiciones ’or’.
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¿Qué es UML?
4.1.4. Modelar secuencias alternas a través de la relación "Extiende"
(extends)
Típicamente, uno modela cada Caso de Uso con una secuencia normal de
acciones. El usuario entonces considera condiciones "que si" para cada paso, y
desarrolla Casos de Uso basados en estas secuencias alternas de eventos.
Las secuencias alternas se modelan en casos de uso separados, los cuales
están relacionados con el caso de uso original mediante una relación
"Extiende" (extends). Las relacciones Extiende (extends) pueden ser pensadas
como un caso de uso equivalente a herencia, en el cual el caso de uso
extendido, hereda y modifica el comportamiento del caso de uso original.
4.1.5. Eliminar el modelado redundante a través de la relación "Usa"
(uses)
Para eliminar el modelado redundante de buena parte del comportamiento que
aparezca en varios casos de uso, la parte del comportamiento puede ser
modelada en un caso de uso separado que está relacionado con los otros
casos de uso mediante la relación "Usa" (uses). La relación Usa (uses) se
puede pensar como un caso de uso equivalente ’of aggregation’.
4.1.6. Ayuda en casos de uso probando el sistema frente a los requisitos
Los Casos de Uso también se utilizan para constriur scripts de prueba que se
usan a su vez para comprobar que la aplicación satisface los requisitos de
negocio y de sistema.
Cuando has llegado al caso de uso del nivel más bajo, podrías crear un
Diagrama de Secuencia para el Caso de Uso. Con los Diagramas de
Secuencia y de Colaboración puedes modelar la implementación del escenario.
4.2. Diagramas de Secuencia
El Diagrama de Secuencia es uno de los diagramas más efectivos para
modelar interacción entre objetos en un sistema. Un diagrama de secuencia se
modela para cada caso de uso. Mientras que el diagrama de caso de uso
permite el modelado de una vista ’business’ del escenario, el diagrama de
secuencia contiene detalles de implementación del escenario, incluyendo los
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¿Qué es UML?
objetos y clases que se usan para implementar el escenario, y mensajes
pasados entre los objetos.
Típicamente uno examina la descripción de un caso de uso para determinar
qué objetos son necesarios para la implementación del escenario. Si tienes
modelada la descripción de cada caso de uso como una secuencia de varios
pasos, entonces puedes "caminar sobre" esos pasos para descubrir qué
objetos son necesarios para que se puedan seguir los pasos.
Un diagrama de secuencia muestra los objetos que intervienen en el escenario
con líneas discontinuas verticales, y los mensajes pasados entre los objetos
como vectores horizontales. Los mensajes se dibujan cronológicamente desde
la parte superior del diagrama a la parte inferior; la distribución horizontal de
los objetos es arbitraria.
4.3. Diagramas de Colaboración
El Diagrama de Colaboración presenta una alternativa al diagrama de
secuencia para modelar interacciones entre objetos en el sistema. Mientras que
el diagrama de secuencia se centra en la secuencia cronológica del escenario
que estamos modelando, el diagrama de colaboración se centra en estudiar
todos los efectos de un objeto dado durante un escenario. Los objetos se
conectan por medio de enlaces, cada enlace representa una instancia de una
asociación entre las clases implicadas. El enlace muestra los mensajes
enviados entre los objetos, el tipo de mensaje (sincrónico, asincrónico, simple,
blanking, y ’time-out’), y la visibilidad de un objeto con respecto a los otros.
4.4. Análisis y Diseño con el Diagrama de Clase
El Diagrama de Clase es el el diagrama principal de diseño y análisis para un
sistema. En él, la estructura de clases del sistema se especifica, con relaciones
entre clases y estructuras de herencia. Durante el análisis del sistema, el
diagrama se desarrolla buscando una solución ideal. Durante el diseño, se usa
el mismo diagrama, y se modifica para satisfacer los detalles de las
implementaciones.
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¿Qué es UML?
4.4.1. Desarrollo de Diagramas de Clase durante el análisis
4.4.1.1. Aproximación a un Caso de Uso guiado
En una aproximación a un Caso de Uso guiado hacia el análisis orientado a
objetos, el diagrama de clases se desarrolla a través de información obtenida
en los Casos de Uso, Diagramas de Secuencia y Diagramas de Colaboración.
Los objetos encontrados durante el análisis son modelados en términos de la
clase a la que instancian, y las interacciones entre objetos son referenciados a
relaciones entre las clases instanciadas.
4.4.1.2. Extensión guiada por la responsabilidad
La técnica de la tarjeta CRC se usa a veces como una extensión a UML para
análisis guiados por la responsabilidad. Las definiciones de clase son refinadas
basándose en las responsabilidades de clase y en otras clases con las que
colabora para completar sus responsabilidades.
Cada clase se representa en una tarjeta índice (index card), y los diseñadores
establecen los papeles (roles) de las clases en el sistema para definir su
trabajo, y con qué otras necesitan colaborar para completar sus
responsabilidades. Esta información se pasa directamente a un diagrama de
clase; las responsabilidades coinciden con los métodos de clase, las
colaboraciones se traducen en asociaciones entre clases.
4.4.2. Diseño del sistema con Diagramas de Clase
Durante el diseño, el Diagrama de Clase se elabora para tener en cuenta los
detalles concretos de la implementación del sistema.
4.4.2.1. Arquitecturas Multicapas
Una vez concienciados del diseño, estableceremos la arquitectura del sistema.
Esto incluye establecer si será un sistema simple diseñado para correr en una
sola máquina, un sistema ’two-tiered’ consistente en un cliente y un servidor, o
un sistema ’multi-tiered’ con objetos interfaz de usuario separados de los
objetos ’business’, separado de la base de datos, cada uno corriendo en
plataformas distintas.
Una aproximación a dirigir el diagrama de clase para un sistema complejo es
separar el diagrama en secciones que muestren la lógica de la aplicación, el
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¿Qué es UML?
diseño de la interfaz de usuario, y las clases implicadas con el almacenamiento
de los datos. Esto se puede hacer físicamente segmentando el diagrama de
clase, usando diagramas separados para cada sección, o simplemente
añadiendo una propiedad a cada clase que ’tracks’ cada ’tier’ al cual pertenece.
4.4.2.2. Diseño de Componentes
Un componente es un grupo de objetos o componentes más pequeños que
interaccionan entre ellos y se combinan para dar un servicio. Un componente
es similar a una caja negra, en la cual los servicios del componente se
especifican por su interface o interfaces, sin ofrecer concimiento del diseño e
implementación internas del componente. El desarrollo basado en
componentes es el proceso de ensamblar la combinación correcta de
componentes en la configuración correcta para llevar acabo la funcionalidad
deseada para un sistema. Los componenetes se representan en el diagrama
de clases de UML especificando la interfaz de una clase o paquete. Hay dos
notaciones para mostrar una interfaz -una es mostrar la interfaz como una
’regular class symbol’ con el estereotipo "interfz", con una lista de operaciones
soportadas por esta interfaz, detalladas en el ’operation department’
(departamento de operación). ’The alternate, shortcut notation’ es mostrar la
interfaz como un circulo pequeño junto con la clase con una línea sólida, con el
nombre de la interfaz en el círculo.
4.4.2.3. Análisis y diseño ’Iterative’
El diagrama de clase se puede desarrollar en una ’iterative fashion’, a través de
un ciclo repetido de análisis, diseño e implementación, y después vuelta al
análisis, para empezar el ciclo de nuevo. Este proceso se suele llamar ’round-
trip engineering’. El modelado de herramientas como System Architect 2001
puede facilitar este proceso permitiéndote implementar el diseño en un
lenguaje como C++ o Java, y después traer de vuelta al código a al diagrama
de clase, automáticamente actualizando la información contenida en el
diagrama y en el ’underlying repository’.
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¿Qué es UML?
4.5. Modelando el comportamiento de las Clases con Diagramas de
Estado
Mientras los diagramas de interacción y colaboración modelan secuencias
dinámicas de acción entre grupos de objetos en un sistema, el diagrama de
estado se usa para modelar el comportamiento dinámico de un objeto en
particular, o de una clase de objetos.
Un diagrama de estado se modela para todas las clases que se consideran con
un comportamiento dinámico. En él, modelas la secuencia de estado que un
objeto de la clase atraviesa durante su vida en respuesta a los estímulos
recibidos, junto con sus propias respuestas y acciones.
Por ejemplo, un comportamiento de un objeto se modela en términos de en qué
estado está inicialmente, y a qué estado cambia cuando recibe un evento en
particular. También modelas qué acciones realiza un objeto en un estado en
concreto.
Los estados representan las condiciones de objetos en ciertos puntos en el
tiempo. Los eventos representan icendentes que hacen que los objetos pasen
de un estado a otro. Las líneas de transición describen el movimiento desde un
estado hasta otro. Cada línea de transición se nombre con el evento que causa
esta transición. Las acciones ocurren cuando un objeto llega a un estado.
4.6. Diagramas de Actividad
El Diagrama de Actividad es un diagrama de flujo del proceso multi-propósito
que se usa para modelar el comportamiento del sistema. Los diagramas de
actividad se pueden usar para modelar un Caso de Uso, o una clase, o un
método complicado.
Un diagrama de actividad es parecido a un diagrama de flujo; la diferencia
clave es que los diagramas de actividad pueden mostrar procesado paralelo
(parallel processing). Esto es importante cuando se usan diagramas de
actividad para modelar procesos ’bussiness’ algunos de los cuales pueden
actuar en paralelo, y para modelar varios hilos en los programas concurrentes.
4.6.1. Usando Diagramas de Actividad para modelar Casos de Uso
Los Diagramas de Actividad ofrecen una herramienta gráfica para modelar el
proceso de un Caso de Uso.
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¿Qué es UML?
Se pueden usar como un añadido a una descripción textual del caso de uso, o
para listar los pasos del caso de uso. Una descripción textual, código, u otros
diagramas de actividad pueden detallar más la actividad.
4.6.2. Usando Diagramas de Actividad para modelar Clases
Cuando se modela el comportamiento de una clase, un diagrama de estado de
UML se suel usar normalmente para modelar situaciones donde ocurren
eventos asincrónicos. El diagrama de actividad se usa conado todos o la
mayoría de los elementos representan el desarrollo de los pasos dados por las
acciones generadas internamente. Deberías asignar actividades a las clases
antes de terminar con el diagrama de actividad.
4.7. Modelando Componentes de Software
El Diagrama de Componentes se usa para modelar la estructura del software,
incluyendo las dependencias entre los componentes de software, los
componentes de código binario, y los componentes ejecutables. En el
Diagrama de Componentes modelas componentes del sistema, a veces
agrupados por paquetes, y las dependencias que existen entre componentes (y
paquetes de componentes).
4.8. Modelando la Distribución y la Implementación
Los Diagramas de Implementación se usan para modelar la configuración de
los elementos de procesado en tiempo de ejecución (run-time processing
elements) y de los componentes, procesos y objetos de software que viven en
ellos. En el diagrama ’deployment’, empiezas modelando nodos físicos y las
asociaciones de comunicación que existen entre ellos. Para cada nodo, puedes
indicar qué instancias de componentes viven o corren (se ejecutan) en el nodo.
También puedes modelar los objetos que contiene el componente.
Los Diagramas de Implementación se usan para modelar sólo componentes
que existen como entidades en tiempo de ejecución; no se usan para modelar
componentes solo de tiempo de compilación o de tiempo de enlazado. Puedes
también modelar componentes que migran de nodo a nodo u objetos que
migran de componente a componente usando una relación de dependencia con
el estereotipo ’becomes’ (se transforma)
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¿Qué es UML?
4.9. Diseño de Bases de Datos Relacionales -- Una extensión
informal de UML
El Diagrama de Clase presenta un mecanismo de implementación neutral para
modelar los aspectos de almacenado de datos del sistema. Las clases
persistentes, sus atributos, y sus relaciones pueden ser implementadas
directamente en una base de datos orientada a objetos. Aun así, en el entorno
de desarrollo actual, la base de datos relacional es el método más usado para
el almacenamiento de datos.
Es en el modelado de este área donde UML se queda corto. El diagrama de
clase de UML se puede usar para modelar algunos aspectos del diseño de
bases de datos relacionales, pero no cubre toda la semántica involucrada en en
el modelado relacional, mayoritariamente la noción de atributos clave que
relacionan entre sí las tablas unas con otras. Para capturar esta información,
un Diagrama de Relación de Entidad (ER diagram) se recomienda como
extensión a UML.
El Diagrama de Clase se puede usar para modelar el estructura lógica de la
base de datos, independientemente de si es orientada a objetos o relacional,
con clases representando tablas, y atributos de clase representando columnas.
Si una base de datos relacional es el método de implementación escogido,
entonces el diagrama de clase puede ser referenciados a un diagrama de
relación de entidad lógico. Las clases persistentes y sus atributos hacen
referencia directamente a las entidades lógicas y a sus atributos; el modelador
dispone de varias opciones sobre cómo inferir asociaciones en relaciones entre
entidades. Las relaciones de herencia son referenciadas directamente a super-
sub relaciones entre entidades en un diagrama de relación de entidad (ER
diagram).
Ya en el Diagrama de Relación de Entidad, el modelador puede empezar el
proceso de determinar cómo el modelo relacional encaja; y qué atributos son
claves primarias, claves secundarias, y claves externas basadas en relaciones
con otras entidades. La idea es constriur un modelo lógico que sea conforme a
las reglas de normalización de datos.
Al implementar el diseño relacional, es una estrategia encaminada a hacer
referencia al diagrama de relación de entidad lógico a un diagrama físico que
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¿Qué es UML?
represente el objetivo, el RDBMS. El diagrama físico puede ser denormalizado
para lograr un diseño de base de datos que tiene tiempos eficientes de acceso
a los datos. Las relaciones super-sub entre entidades se resuelven por las
estructuras de tablas actuales.
Además, el diagrama físico se usa para modelar propiedades específicas de
cada fabricante para el RDBMS. Se crean varios diagramas físicos si hay
varios RDBMSs siendo ’deployed’; cada diagrama físco representa uno de los
RDBMS que son nuestro objetivo.
Capítulo 5. Uso de una Herramienta de
Modelado
El intercambio de información de diseño e ideas usando la notación UML sería
hecho en los medios que siempre han sido populares: pizarras, cuadernos y
trozos de papel por nombrar algunos. Pero UML se sirve mejor por una
herramienta de modelado, la cual puede ser usada para capturar, guardar,
rechazar, integrar automáticamente información, y diseño de documentación.
Una característica que beneficia a los modeladores, UML también hace más
fácil escoger una herramienta de modelado. Hace tiempo, el modelador primero
tenía que selecionar una notación de metodología, y después estaba limitado a
seleccionar una herramienta que la soportara. Ahora con UML como estándar,
la elección de notación ya se ha hecho para el modelador. Y con todas las
herramientas de modelado soportando UML, el modelador puede seleccionar la
herramienta basada en las áreas claves de funcionalidad soportadas que
permiten resolver los problemas y documentar las soluciones.
Como una buena caja de herramientas, una buena herramienta de modelado
ofrece todas las herramientas necesarias para conseguir hacer eficientemente
varios trabajos, sin dejarte nunca sin la herramienta correcta. Dentro de la
estructura de diseño de sistemas descrito en esta guía, esto incluye lo
siguiente:
• Soporte para toda la notación y semántica de UML
• Soporte para una cantidad considerable de técnicas de modelado y
diagramas para complementar
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¿Qué es UML?
UML - incluyendo tarjetas CRC, modelado de datos, diagramas de flujo, y
diseño de pantallas de usuario. Posibilidad de reutilizar información obtenida
por otras ténicas todavía usadas, como modelado tradicional de procesos.
• Facilitar la captura de información en un repositorio subyacente - permitiendo
la reutilización entre diagramas.
• Posibilidad de personalizar las propiedades de definición de elementos
subyacentes de modelos UML.
• Permitir a varios equipos de analistas trabajar en los mismos datos a la vez.
• Posibilidad de capturar los requisitos, asociarlos con elementos de modelado
que los satisfagan y localizar cómo han sido satisfechos los requisitos en cada
uno de los pasos del desarrollo.
• Posibilitar la creación de informes y documentación personalizados en tus
diseños, y la salida de estos informes en varios formatos, incluyenod HTML
para la distribución en la Internet o Intranet local.
• Posibilidad para generar y ’reverse’ código (por ejemplo C++, Java, etc) para
facilitar el análisis y diseño ’iterative’, para volver a usar código o librerías de
clase existentes, y para documentar el código.
5.1. System Architect 2001
Popkin software ofrece soporte para modelar sistemas con UML en System
Architect 2001. Ofrece todas las características descritar arriba para permitir el
modelado eficiente de sistemas. Para más información en los distintos
productos de Popkin Software, visite www.popkin.com
Capítulo 6. Importancia
UML 1.1 es un buen comienzo - ofrece a los arquitectos de sistemas una
notación estándar para modelar sistemas. Ahora, igual que los arquitectos leen
los planos, un modelador de objetos puede coger cualquier diseño y entender
qué se está capturando. UML también es bueno para la comunidad del
modelado - en vez de gastar tiempo acordando cómo expresar la información
que se captura, los modeladores puden resolver el problema a mano, lo cual es
diseñar el sistema.
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¿Qué es UML?
Sin embargo, aunque UML se presta a una aproximación a los Casos de Uso
guiados, UML no responde a la pregunta de cómo construir un sistema. Esta
elección de qué metodología, o proceso usar todavía queda abierta para que el
modelador lo decida o dé con él.
Desde un punto de vista notacional, UML 1.1 no es todavía la solución
completa; pero se espera que UML continúe evolucionando con el tiempo.
Mientras tanto, los modeladores usarán UML cono una base, extendiéndolo
mediante una combinación de otras técnicas, como los análisis guiados por la
responsabilidad y el modelado relacional de datos, para modelar el mundo real.
Capítulo 7.Conclusión
Es importante resaltar que UML es un "lenguaje" para especificar y no para
describir métodos o procesos. Se utiliza para definir un sistema de software,
para detallar los artefactos en el sistema y para documentar y construir. En
otras palabras, es el lenguaje en el que está descrito el modelo. Se puede
aplicar en una gran variedad de formas para dar soporte a una metodología de
desarrollo de software (tal como el Proceso Unificado Racional), pero no
especifica en sí mismo qué metodología o proceso usar.
UML cuenta con varios tipos de diagramas, los cuales muestran diferentes
aspectos de las entidades representadas.
Capítulo 8. Referencias
• Entendiendo UML: La guía del desarrollador, con una aplicación java basada
en web, por Paul Harmon y Mark Watson; Morgan Kauffman Publishers, Inc.,
1998 (www.mkp.com/books_catalog/1-55860-465-0.asp).
• ¿Qué le falta a UML? un artículo por Scott Ambler, ’Objet Magacine’, Octubre
de 1997, SIGS Publications (www.sigs.com/omo/articles/ambler.html)
• Especificación UML 1.1 (Centro de Recursos de UML en www.popkin.com)
• Objetos, componentes y Estructuras con UML, The Catalysis Aproach, por
Desmond F. D’Souza y Alan C. Wills, Addison Wesley Longman, 1998.
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